《细胞》子刊：果糖“有毒”的原因找到了

原创 代丝雨 奇点网

人类越来越胖了。

但这并不代表人类已经有了足够的食物，反而意味着我们仍然饱受“营养不良”的困扰——人类，糖吃得太多了。

当然，这里说的不是甜甜的水果和饱腹的米面，而是在各种各样精加工食品、饮料中多得不能再多的果糖。

都是共享一个分子式的六碳糖，果糖为什么比葡萄糖更“毒”？

近期，清华大学傅肃能课题组在《细胞代谢》杂志上发表研究，研究者们发现，果糖比葡萄糖的代谢速率快得多，同时，研究者还找到了把果糖和脂肪生成紧密联系起来的关键酶。

说来可能会有人感到吃惊，这世界上四分之一的成年人都受到非酒精性脂肪肝（NAFLD）的困扰，而且NAFLD的患病率仍在上升。如果要问这是为什么，那就必须要提到以精制蔗糖和糖浆形式进入我们体内的大量果糖。

果糖的代谢集中于肝脏和肠道，它与葡萄糖不同，代谢不受限速酶的的掌控，代谢产物也涉及脂质转录因子的激活。果糖的快速代谢很容易导致ATP耗竭，并引发一系列反应，包括乳酸酸中毒甚至肝损伤。此处应有冷知识：静脉注射果糖是可能致死的。

另外，约有1/3的人没法很好地吸收果糖，也就是果糖不耐受。一吃果糖就拉肚子，那就是果糖不耐受了。

为什么果糖会这么危险？

考虑到果糖和葡萄糖的作用都比较广泛，对神经元、肠菌、激素分泌都有影响，所以在实验动物中进行的研究很难独立探究果糖对特定细胞的影响，所以研究者首先在小鼠肝脏细胞中比较了葡萄糖和果糖的代谢。

果糖可以参与脂肪酸合成，也可以参与三羧酸循环供能（上）

分析结果显示，培养物中补充了果糖的肝细胞耗氧量急剧增加，显然肝细胞比起葡萄糖更容易消耗果糖；研究者还测量了细胞外酸化速率，发现肝细胞将果糖转化为乳酸的速率是葡萄糖的两倍。

更具体地说，生理浓度（1mM）的果糖氧化速率就已经超过25mM的葡萄糖了，可见肝细胞中果糖的代谢速度是真的比葡萄糖要快得多。

果糖不仅参与三羧酸循环供能，也作为原料参与氨基酸、脂肪酸的合成。研究者通过标记碳元素来追踪了这些糖的去向，结果显示在所有的下游合成过程中，果糖占比都比葡萄糖要高得多。

特别是我们倍加关注的脂肪，果糖参与脂肪酸合成的效率要比葡萄糖高30%。

所有下游合成物中，果糖占比都更高

既氧化供能，又参与合成，还能参与糖异生，可果糖的直接代谢物其实只有甘油醛（GA）一种，这条路又是怎么“分叉”的呢？

研究者最终找出了这个关键，三碳糖激酶（TK）。原来是TK负责将果糖均匀分配给各个下游通路的。

当敲除了细胞中的TK，研究者发现果糖的氧化活性竟然又进一步上升了。而原本果糖的高代谢活性就很容易产生大量的活性氧（ROS），在TK缺乏的情况下，果糖诱导的氧化应激反应也进一步加剧了。

对正常细胞来说，10mM的果糖只有微弱的影响，但对TK缺陷细胞来说，5mM果糖就能显著抑制细胞的线粒体呼吸了。

从整体来看，缺乏TK的小鼠也表现出了对果糖的不耐受和主观厌恶。实验结果显示，TK缺乏小鼠盲肠内出现了水样内容物，也就是说小鼠表现出果糖不耐受的特征，腹泻；同时，小鼠胃内的果糖数量几乎没有消化吸收；另外，小鼠开始不肯吃高果糖的食物，摄入量只有正常情况下的三分之一，3天里就瘦了5g。

缺乏TK的小鼠盲肠出现水样内容物

不过这些症状主要还是因为缺乏TK的肠道细胞的反应，所以研究者又继续特异性敲除了小鼠肝脏中的TK。

既然果糖的氧化代谢这条出路增强了，那么用在另一条路上的自然也减少了。研究者观察到特异性敲除TK后，小鼠肝脏中脂肪酸合成减少了，同时肝脏中的炎症和免疫细胞浸润却多了。换个角度想，TK也算是力挽狂澜，通过将果糖转化为脂肪，来减弱果糖氧化带来的炎症和氧化应激。

虽然奇点糕是哪个也不想要就是了。

有读者可能担心，那水果还能吃吗？奇点糕个人觉得水果根本不是问题，要担心的还是零食饮料小蛋糕啊~

编辑神叨叨

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参考资料：

[1]https://www.cell.com/cell-metabolism/pdfExtended/S1550-4131(20)30413-7#

本文作者 | 代丝雨

原标题：《《细胞》子刊：果糖“有毒”的原因找到了！清华大学科学家发现，果糖代谢速率比葡萄糖高得多，而且与脂肪合成紧密相关 | 科学大发现》

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